« Vol balistique et missiles balistiques/Essais en vol » : différence entre les versions
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Version du 13 juillet 2017 à 10:20
Arme à vitesse faible (mono-étage)
Ces armes sont celles des premiers missiles balistiques. La caractéristique principale de la toute première génération est de fournir une vitesse encore faible (autour de 2km/s) à une arme qui fait corps avec le missile balistique car l'intérêt de la séparer n'existe pas pas encore : le V2 et les premiers Scuds en sont de bons exemples.
Dans le cas du V2 à ses débuts (ci-contre, figure 1) l’altitude atteinte aux premiers lancements est proche de la limite généralement adoptée pour l’atmosphère, soit environ 120km. À cette altitude les molécules d’air sont très rares. Leur faible effet est pourtant suffisant pour agir sur les ailerons [note 1], initialement placés au bas du V2 pour le stabiliser dans le premières secondes après la mise à feu. L’axe du missile balistique vide et qui ne propulse plus est rapidement affecté par l’écoulement de l’air sur les ailerons, ce qui le « rapproche » de la trajectoire dont l’apogée est d’ailleurs proche de l’altitude de lancement.
Très vite les V2 ont gagné en portée et donc en vitesse (figure 2).
Le parcours balistique devient plus important et l’axe du V2 reste fixe par rapport au ciel. Mal orienté à l’arrivée dans l’atmosphère, le missile balistique se casse en morceaux (figure 2). Des études en soufflerie ont permis de corriger la faiblesse des structures en les renforçant au prix d'un alourdissement.
On peut agir différemment en séparant l'arme dotée de sa propre capacité à exploser. La destruction du missile balistique mono-étage sera sans importance. Ainsi la première modification apportée à la première génération génération (mono-étage) a-t-elle été la séparation de l'arme dans des conditions techniquement simples et imparfaites, mais suffisantes pour assurer son explosion (ci-dessous, figure 1).
Arme des générations intermédiaires (bi-étage)
La génération suivante (figure 2) comporte deux étages et un arme séparée, lancée à une vitesse bien plus grande (environ 4 à 5 km/s).
À ces vitesses, combattre l'échauffement à la rentrée devient une difficulté technique d'importance. Séparer l'arme en fin de propulsion du missile balistique devient une obligation tandis qu'elle doit être protégée par un corps de rentrée étudié pour remplir le rôle essentiel de bouclier thermique. L’axe de symétrie du bouclier, fixe dans l’espace depuis la séparation, doit venir rapidement se pointer en direction du sol pour qu'il soit correctement efficace. C'est la fonction des ailerons dont il est muni.
Ces ailerons sont bien visibles sur la photographie du missile balistique indien Agni II ci-contre. Le mouvement de basculement permis par ces ailerons fera prendre rapidement une direction telle que la pointe du bouclier thermique (en rouge sur la photographie) sera rapidement
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la plus efficace possible (flux de chaleur de quelques milliers de degrés [note 2].
Armes de la dernière génération (tri-étage ou plus)
Ces armes ont une double caractéristique:
- elles sont lancées par un missile balistique de trois ou quatre étages d’un grand diamètre rendu possible par un savoir-faire permettant de réaliser de très gros blocs de poudre. Cette poudre, mélange de comburant et de combustible, fournit une capacité propulsive de beaucoup supérieure aux générations des poudres précédentes. Des vitesses supérieurs à 7 km/s sont atteintes avec une capacité d’emport importante.
- elles sont nombreuses pour un même missile balistique et rarement uniques (ci-contre un plateau portant trois armes).
Lancées successivement de façon indépendante, elles peuvent ainsi être dispersées sur l’objectif retenu en provoquant un effet destructeur très supérieur à ce que ferait une arme unique. Toutes les armes sont aujourd’hui nucléaires. La forme conique du bouclier a pour objectif d’être le moins freiné possible à la rentrée dans l'atmosphère pour y conserver une vitesse élevée rendant impossible l’interception.
Le corps du cône est revêtu d’un matériau de protection thermique qui se transforme en se détruisant progressivement tout en absorbant une très grande quantité de chaleur. Il diminue donc d’épaisseur pendant la rentrée, laquelle est calculée pour qu’il en reste quelques millimètres avant l’explosion, l’objectif étant de ne pas en mettre trop pour ne pas l’alourdir inutilement. La chaleur sera très forte à l’intérieur. Les équipements, notamment électroniques, sont prévus pour y résister.
Toutes les armes des missiles balistiques de dernière génération sont caractérisés par les chiffres arrondis suivant:
- 3 secondes: le temps parcours sous la mer si le tir est fait par un sous-marin
- 3 minutes: le temps de parcours propulsé du missile balistique à la fin duquel les armes sont lancées dans l’espace.
- 30 minutes: le temps de parcours des armes dans l’espace, du lancement jusqu’à l’arrivée dans l’atmosphère.
- 300 km: l’altitude du lancement dans l'espace (c’est à peu près celle de la station spatiale internationale). Le missile balistique déjà successivement séparé de ses étages est alors définitivement désintégré.
- 3000 km: l’altitude de l’apogée de la trajectoire elliptique des armes qui se sont donc d’abord éloignées de la Terre conformément à la mathématique de l’ellipse. C’est la moitié du rayon de la Terre. Elles sont bien dans l’espace.
- 30.000 km/h: la vitesse des armes à leur rentrée dans l’atmosphère (le chiffre plus exact est autour de 25.200 km/h soit 7km/s).
- 10.000 km: la portée la plus longue accessible
- 10 secondes: le temps de traverser l’atmosphère
- Mach 10: la vitesse des armes à l’explosion après avoir été freinées comme les météorites, avec la même trajectoire lumineuse d’étoile filante due à l’échauffement à plusieurs milliers de degrés de leurs boucliers thermiques, dits aussi véhicules de rentrée.
Notes
- ↑ On ne sait pas encore faire tourner la tuyère. Les dispositifs mis en place dans cette tuyère pour dévier le jet de gaz et donc piloter la missile balistique sont de peu d’efficacité et insuffisants pour satisfaire les corrections sévères qui s’imposent alors que la vitesse est très faible au départ du sol. Aussi de grands ailerons utilisent leur déplacement dans l’air pour stabiliser à la verticale. Ces ailerons disparaissent avec les progrès techniques des générations successives de missile balistique.
- ↑ On observe que la séparation des deux étages se fait par des boulons explosifs placés sur un treillis métallique bien visible entre les deux étages sur la photographie de l'Agni II. La séparation par cordeau détonnant inséré dans une virole qui lie de très près les étages, disposition prise sur les générations suivantes, est beaucoup plus difficile à réaliser. Elle s’impose dans le cas du sous-marin où l’on cherche de placer le maximum de propergol dans les étages d’un missile de longueur contrainte par la dimension de la coque. Or le treillis implique un espace vide, donc une perte de portée à longueur égale.